新材料（或稱先進(jìn)材料）是指那些新近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料的性能更為優(yōu)異的一類材料。新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。新材料技術(shù)則是按照人的意志，通過(guò)物理研究、 材料設(shè)計(jì)、材料加工、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等一系列研究過(guò)程，創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù)。

　　1.運(yùn)用新概念，新方法和新技術(shù)，合成或制備出具有高性能或具有特殊功能的新材料。如碳纖維可以說(shuō)是一種全新概念的新材料，用聚丙烯腈原絲經(jīng)過(guò)專門(mén)的碳化工藝制備而成。

　　2.對(duì)傳統(tǒng)材料的再開(kāi)發(fā)，使性能獲得重大的改進(jìn)和提高。如納米改性、稀土改性等。工程塑料改性目前較活躍，品種增多，性能不斷提高。

　　包括：功能定位、方向定位、技術(shù)定位和市場(chǎng)定位

　　1.功能定位：一種基礎(chǔ)性和支柱性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。材料的突破將有可能引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)性革命。

　　2.方向定位：圍繞國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和重大工程需求，發(fā)展新能源、新一代信息技術(shù)、生物材料、航空航天、新能源汽車(chē)和現(xiàn)代交通、節(jié)能環(huán)保等重點(diǎn)領(lǐng)域的新興材料，包括:新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料及科技前沿性的基礎(chǔ)材料。

　　新型功能材料：

　　稀土功能材料、新型膜材料、陶瓷功能材料、半導(dǎo)體照明材料及新型功能高分子材料等。

　　高性能結(jié)構(gòu)材料：

　　高品質(zhì)特殊鋼材、新型合金、新型工程塑料、高性能復(fù)合材料（碳纖維復(fù)合材料）。

　　科技前沿基礎(chǔ)材料：

　　納米材料、超導(dǎo)材料、智能化材料

　　3.技術(shù)定位：發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵材料與技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力，形成我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科技創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

　　4.市場(chǎng)定位：主要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的重大需求。瞄準(zhǔn)國(guó)際化的高新技術(shù)高端市場(chǎng)，具有高技術(shù)含量、高附加值、高性價(jià)比。

　　1.復(fù)合新材料

　　復(fù)合新材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。超高分子量聚乙烯纖維的比強(qiáng)度在各種纖維中位居第一，尤其是它的抗化學(xué)試劑侵蝕性能和抗老化性能優(yōu)良。它還具有優(yōu)良的高頻聲納透過(guò)性和耐海水腐蝕性，許多國(guó)家已用它來(lái)制造艦艇的高頻聲納導(dǎo)流罩，大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力，在國(guó)內(nèi)思嘉新材料開(kāi)發(fā)的復(fù)合新材料代表了國(guó)內(nèi)的較高水平。除在軍事領(lǐng)域，在汽車(chē)制造、船舶制造、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應(yīng)用前景。該纖維一經(jīng)問(wèn)世就引起了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的極大興趣和重視。

　　2.超導(dǎo)材料

　　有些材料當(dāng)溫度下降至某一臨界溫度時(shí)，其電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性，具有這種現(xiàn)象的材料稱為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)體的另外一個(gè)特征是：當(dāng)電阻消失時(shí)，磁感應(yīng)線將不能通過(guò)超導(dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為抗磁性。

　　一般金屬（例如：銅）的電阻率隨溫度的下降而逐漸減小，當(dāng)溫度接近于0K時(shí)，其電阻達(dá)到某一值。而1919年荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀，當(dāng)溫度下降到4.2K（即-269℃）時(shí)，發(fā)現(xiàn)水銀的電阻完全消失，

　　超導(dǎo)電性和抗磁性是超導(dǎo)體的兩個(gè)重要特性。使超導(dǎo)體電阻為零的溫度稱為臨界溫度（TC）。超導(dǎo)材料研究的難題是突破“溫度障礙”，即尋找高溫超導(dǎo)材料。

　　以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無(wú)法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦（4.2K）系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。

　　高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦（4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的磁性能，能夠用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)。

　　超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能。利用超導(dǎo)材料制作超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的線圈磁體，可以將發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高到5~6萬(wàn)高斯，而且?guī)缀鯖](méi)有能量損失，與常規(guī)發(fā)電機(jī)相比，超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量提高5~10倍，發(fā)電效率提高50%；超導(dǎo)輸電線和超導(dǎo)變壓器可以把電力幾乎無(wú)損耗地輸送給用戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前的銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線上，在中國(guó)每年的電力損失達(dá)1000多億度，若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠；超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)的工作原理是利用超導(dǎo)材料的抗磁性，將超導(dǎo)材料置于永久磁體（或磁場(chǎng)）的上方，由于超導(dǎo)的抗磁性，磁體的磁力線不能穿過(guò)超導(dǎo)體，磁體（或磁場(chǎng)）和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使超導(dǎo)體懸浮在上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)，如上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的高速列車(chē)；用于超導(dǎo)計(jì)算機(jī)，高速計(jì)算機(jī)要求在集成電路芯片上的元件和連接線密集排列，但密集排列的電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若利用電阻接近于零的超導(dǎo)材料制作連接線或超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件，則不存在散熱問(wèn)題，可使計(jì)算機(jī)的速度大大提高。

　　3.能源材料

　　能源材料主要有太陽(yáng)能電池材料、儲(chǔ)氫材料、固體氧化物電池材料等。

　　太陽(yáng)能電池材料是新能源材料，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。

　　氫是無(wú)污染、高效的理想能源，氫的利用關(guān)鍵是氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸，美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù)。氫對(duì)一般材料會(huì)產(chǎn)生腐蝕，造成氫脆及其滲漏，在運(yùn)輸中也易爆炸，儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫方式是能與氫結(jié)合形成氫化物，當(dāng)需要時(shí)加熱放氫，放完后又可以繼續(xù)充氫的材料。目前的儲(chǔ)氫材料多為金屬化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。

　　固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等。

　　4.智能材料

　　智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一。國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國(guó)宇航公司的導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間僅為10分鐘；形狀記憶合金還已成功在應(yīng)用于衛(wèi)星天線等、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

　　另外，還有壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料等功能材料。

　　5.磁性材料

　　磁性材料可分為軟磁材料和硬磁材料二類。

　　(1)軟磁材料

　　是指那些易于磁化并可反復(fù)磁化的材料，但當(dāng)磁場(chǎng)去除后，磁性即隨之消失。這類材料的特性標(biāo)志是：磁導(dǎo)率（μ=B/H）高，即在磁場(chǎng)中很容易被磁化，并很快達(dá)到高的磁化強(qiáng)度；但當(dāng)磁場(chǎng)消失時(shí)，其剩磁很小。這種材料在電子技術(shù)中廣泛應(yīng)用于高頻技術(shù)。如磁芯、磁頭、存儲(chǔ)器磁芯；在強(qiáng)電技術(shù)中可用于制作變壓器、開(kāi)關(guān)繼電器等。目前常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵鎳合金、非晶金屬。

　　Fe-（3%~4%)Si的鐵硅合金是最常用的軟磁材料，常用作低頻變壓器、電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的鐵芯；鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好，典型代表材料為坡莫合金（Permalloy），其成分為79%Ni-21%Fe，坡莫合金具有高的磁導(dǎo)率（磁導(dǎo)率μ為鐵硅合金的10~20倍）、低的損耗；并且在弱磁場(chǎng)中具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力，廣泛用于電訊工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)方面，是重要的電子材料；非晶金屬（金屬玻璃）與一般金屬的不同點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)為非晶體。它們是由Fe、Co、Ni及半金屬元素B、Si所組成，其生產(chǎn)工藝要點(diǎn)是采用極快的速度使金屬液冷卻，使固態(tài)金屬獲得原子無(wú)規(guī)則排列的非晶體結(jié)構(gòu)。非晶金屬具有非常優(yōu)良的磁性能，它們已用于低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭等。另外，有的非晶金屬具有優(yōu)良的耐蝕性，有的非晶金屬具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)。

　　(2)永磁材料（硬磁材料）

　　永磁材料經(jīng)磁化后，去除外磁場(chǎng)仍保留磁性，其性能特點(diǎn)是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造永久磁鐵，可把它作為磁源。如常見(jiàn)的指南針、儀表、微電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、錄音機(jī)、電話及醫(yī)療等方面。永磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩類。

　　鐵氧體的用量大、應(yīng)用廣泛、價(jià)格低，但磁性能一般，用于一般要求的永磁體。

　　金屬永磁材料中，最早使用的是高碳鋼，但磁性能較差。高性能永磁材料的品種有鋁鎳鈷（Al-Ni-Co）和鐵鉻鈷（Fe-Cr-Co）；稀土永磁，如較早的稀土鈷（Re-Co）合金（主要品種有利用粉末冶金技術(shù)制成的SmCo5和Sm2Co17），以及現(xiàn)在廣泛采用的鈮鐵硼（Nb-Fe-B）稀土永磁，鈮鐵硼磁體不僅性能優(yōu)，而且不含稀缺元素鈷，所以很快成為目前高性能永磁材料的代表，已用于高性能揚(yáng)聲器、電子水表、核磁共振儀、微電機(jī)、汽車(chē)啟動(dòng)電機(jī)等。

　　6.納米材料

　　納米本是一個(gè)尺度，納米科學(xué)技術(shù)是一個(gè)融科學(xué)前沿的高技術(shù)于一體的完整體系，它的基本涵義是在納米尺寸范圍內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然，通過(guò)直接操作和安排原子、分子創(chuàng)新物質(zhì)。納米科技主要包括：納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)七個(gè)方面。

　　納米材料是納米科技領(lǐng)域中最富活力、研究?jī)?nèi)涵十分豐富的科學(xué)分支。用納米來(lái)命名材料是20世紀(jì)80年代，納米材料是指由納米顆粒構(gòu)成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸最多不超過(guò)100納米。納米材料的制備與合成技術(shù)是當(dāng)前主要的研究方向，雖然在樣品的合成上取得了一些進(jìn)展，但至今仍不能制備出大量的塊狀樣品，因此研究納米材料的制備對(duì)其應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。